《机械设计课后练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计课后练习（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、. . 3-2已知材料的力学性能为,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。解 得,即根据点,按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限B=420MPa,精车,弯曲,q=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。解 因,查附表3-2,插值得,查附图3-1得,将所查值代入公式,即查附图3-2,得；按精车加工工艺,查附图3-4,得,已知,则根据按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5如题3-4中危险截面上的平均应力,应力幅,试分别按,求出该截面的计算安全系数。解 由题3-4可知1工作应力点在疲劳强度区,根据变
2、应力的循环特性不变公式,其计算安全系数2工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数5-5图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接,托架所承受的最大载荷为20kN,载荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？Q215,若用M640铰孔用螺栓连接,已知螺栓机械性能等级为8.8,校核螺栓连接强度。解 采用铰制孔用螺栓连接为宜因为托架所受的载荷有较大变动,铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑
3、移,而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩,连接不牢靠。1确定M640的许用切应力由螺栓材料Q215,性能等级8.8,查表5-8,可知,查表5-10,可知2螺栓组受到剪力F和力矩,设剪力F分在各个螺栓上的力为,转矩T分在各个螺栓上的分力为,各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离为r,即由图可知,螺栓最大受力故M640的剪切强度不满足要求,不可靠。5-6 已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如图5-50所示的两种螺栓布置形式,设采用铰制孔用螺栓连接,试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么
4、？解 螺栓组受到剪力F和转矩,设剪力F分在各个螺栓上的力为,转矩T分在各个螺栓上的分力为a中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r,即r=125mm由a图可知,最左的螺栓受力最大b方案中由b图可知,螺栓受力最大为5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造,求此联接所能传递的横向载荷。5-9受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F10 000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。8-2 V带传动传递效率,带速,紧边拉力是松边拉
5、力的两倍,即,试求紧边拉力、有效拉力和初拉力。解 8-310-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力用受力图表示各力的作用位置及方向。解 受力图如下图： / 10-6设计铣床中的一对圆柱齿轮传动,已知,寿命,小齿轮相对其轴的支承为不对称布置,并画出大齿轮的机构图。解 选择齿轮类型、精度等级、材料选用直齿圆柱齿轮传动。铣床为一般机器,速度不高,故选用7级精度GB10095-88。材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr调质,硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚调质,硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 2按齿面接触强度设计 1确定公式中的各计算值试选载荷系数计算小
6、齿轮传递的力矩小齿轮作不对称布置,查表10-7,选取由表10-6查得材料的弹性影响系数由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。齿数比 计算应力循环次数由图10-19取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为,安全系数 2计算计算小齿轮分度圆直径,代入中较小值计算圆周速度计算尺宽计算尺宽与齿高之比计算载荷系数 根据,7级精度,查图10-8得动载荷系数直齿轮,由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得由,查图10-13得故载荷系数按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径计算模数取几何尺寸计算分度圆直径：中心距：确定尺宽：圆整后取。3按齿根弯曲
7、疲劳强度校核由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。由图10-18取弯曲疲劳寿命。计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数计算载荷系数查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得 校核弯曲强度 根据弯曲强度条件公式 进行校核所以满足弯曲强度,所选参数合适。13-1试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？ N307/P4 6207 30207 51301解 N307/P4、6207、30207的内径均为35mm,51301的内径为5mm；N307/P4的公差等级最高；6207承受径
8、向载荷能力最高；N307/P4不能承受径向载荷。13-5 根据工作条件,决定在轴的两端用的两个角接触球轴承,如图13-13b所示正装。轴颈直径,工作中有中等冲击,转速,已知两轴承的径向载荷分别为,外加轴向载荷,作用方向指向轴承1,试确定其工作寿命。解 1求两轴承的计算轴向力和对于的角接触球轴承,按表13-7,轴承派生轴向力,两轴计算轴向力2求轴承当量动载荷和由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为对轴承1 对轴承2 因轴承运转中有中等冲击载荷,按表13-6,取,则3确定轴承寿命由于题目中没给出在轴承的具体代号,这里假设选用7207AC,查轴承手册得基本额定载荷,因为,所以按轴承1的受力大小验算15-4图15-28所示为某减速器输出轴的结构图,试指出其设计错误,并画出改正图。解 1处两轴承应当正装。2处应有间隙并加密封圈。3处应有轴间定位。4处键不能伸入端盖,轴的伸出部分应加长。5处齿轮不能保证轴向固定。6处应有轴间定位。7处应加调整垫片。改正图见轴线下半部分。
